公布日：2023.12.19
申請(qǐng)日：2023.10.11
分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1
/66(2023.01)N;C02F1/46(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N
摘要
公開(kāi)了一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置和方法。該裝置包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其特征在于，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測(cè)儀表、電動(dòng)比例閥、充氧風(fēng)機(jī)、曝氣器和自動(dòng)控制組件；其中，所述自動(dòng)控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測(cè)儀表所采集的含氧量和ORP值來(lái)控制所述充氧風(fēng)機(jī)。這樣，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高氟高氨氮廢水的處理和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其特征在于，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測(cè)儀表、電動(dòng)比例閥、充氧風(fēng)機(jī)、曝氣器和自動(dòng)控制組件；其中，所述自動(dòng)控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測(cè)儀表所采集的含氧量和ORP值來(lái)控制所述充氧風(fēng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述自動(dòng)控制組件，包括：數(shù)據(jù)采集單元，用于通過(guò)部署于所述高效生物載體反應(yīng)器的所述溶解氧和ORP檢測(cè)儀采集混合溶液在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值；數(shù)據(jù)參數(shù)時(shí)序關(guān)聯(lián)分析單元，用于對(duì)所述多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值進(jìn)行時(shí)序特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時(shí)序交互特征；以及充氧風(fēng)機(jī)控制單元，用于基于所述含氧量-ORP值時(shí)序交互特征，確定當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的所述充氧風(fēng)機(jī)的功率值應(yīng)增大或減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)參數(shù)時(shí)序關(guān)聯(lián)分析單元，包括：數(shù)據(jù)參數(shù)時(shí)序排列子單元，用于將所述多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值分別按照時(shí)間維度排列為含氧量時(shí)序輸入向量和ORP值時(shí)序輸入向量；上采樣子單元，用于分別對(duì)所述含氧量時(shí)序輸入向量和所述ORP值時(shí)序輸入向量進(jìn)行上采樣處理以得到上采樣含氧量時(shí)序輸入向量和上采樣ORP值時(shí)序輸入向量；參數(shù)多尺度時(shí)序特征提取子單元，用于通過(guò)基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的時(shí)序特征提取器分別對(duì)所述上采樣含氧量時(shí)序輸入向量和所述上采樣ORP值時(shí)序輸入向量進(jìn)行多尺度時(shí)序特征提取以得到含氧量時(shí)序多尺度特征向量和ORP值時(shí)序多尺度特征向量；以及多參數(shù)時(shí)序特征交互關(guān)聯(lián)分析子單元，用于對(duì)所述含氧量時(shí)序多尺度特征向量和所述ORP值時(shí)序多尺度特征向量進(jìn)行特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量作為所述含氧量-ORP值時(shí)序交互特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為多尺度鄰域特征提取模塊，所述多尺度鄰域特征提取模塊包括并行的第一卷積層和第二卷積層，以及，與所述第一卷積層和所述第二卷積層連接的多尺度特征融合層，其中，所述第一卷積層和所述第二卷積層使用具有不同尺度的一維卷積核。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述多參數(shù)時(shí)序特征交互關(guān)聯(lián)分析子單元，用于：使用特征間注意力層對(duì)所述含氧量時(shí)序多尺度特征向量和所述ORP值時(shí)序多尺度特征向量進(jìn)行基于注意力機(jī)制的特征交互以得到所述含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述充氧風(fēng)機(jī)控制單元，用于：將所述含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量通過(guò)分類(lèi)器以得到分類(lèi)結(jié)果，所述分類(lèi)結(jié)果用于表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的充氧風(fēng)機(jī)的功率值應(yīng)增大或減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，還包括用于對(duì)所述基于多尺度鄰域特征提取模塊的時(shí)序特征提取器、所述特征間注意力層和所述分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練的訓(xùn)練模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述訓(xùn)練模塊，包括：訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集單元，用于獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括混合溶液在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的訓(xùn)練含氧量和訓(xùn)練ORP值，以及，所述充氧風(fēng)機(jī)的功率應(yīng)增大或減小的真實(shí)值；訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)序排列單元，用于將所述多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的訓(xùn)練含氧量和訓(xùn)練ORP值分別按照時(shí)間維度排列為訓(xùn)練含氧量時(shí)序輸入向量和訓(xùn)練ORP值時(shí)序輸入向量；訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)序上采樣單元，用于分別對(duì)所述訓(xùn)練含氧量時(shí)序輸入向量和所述訓(xùn)練ORP值時(shí)序輸入向量進(jìn)行上采樣處理以得到訓(xùn)練上采樣含氧量時(shí)序輸入向量和訓(xùn)練上采樣ORP值時(shí)序輸入向量；訓(xùn)練參數(shù)時(shí)序多尺度特征提取單元，用于將所述訓(xùn)練上采樣含氧量時(shí)序輸入向量和所述訓(xùn)練上采樣ORP值時(shí)序輸入向量分別通過(guò)所述基于多尺度鄰域特征提取模塊的時(shí)序特征提取器以得到訓(xùn)練含氧量時(shí)序多尺度特征向量和訓(xùn)練ORP值時(shí)序多尺度特征向量；訓(xùn)練參數(shù)時(shí)序特征交互關(guān)聯(lián)單元，用于使用所述特征間注意力層對(duì)所述訓(xùn)練含氧量時(shí)序多尺度特征向量和所述訓(xùn)練ORP值時(shí)序多尺度特征向量進(jìn)行基于注意力機(jī)制的特征交互以得到訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量；分類(lèi)損失單元，用于將所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量通過(guò)所述分類(lèi)器以得到分類(lèi)損失函數(shù)值；以及模型訓(xùn)練單元，用于基于所述分類(lèi)損失函數(shù)值并通過(guò)梯度下降的方向傳播來(lái)對(duì)所述基于多尺度鄰域特征提取模塊的時(shí)序特征提取器、所述特征間注意力層和所述分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練，其中，在所述訓(xùn)練的每次權(quán)重矩陣迭代時(shí)，對(duì)所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量進(jìn)行基于類(lèi)度矩陣正則化的權(quán)重空間探索約束優(yōu)化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，在所述訓(xùn)練的每次權(quán)重矩陣迭代時(shí)，以如下優(yōu)化公式對(duì)所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量進(jìn)行基于類(lèi)度矩陣正則化的權(quán)重空間探索約束優(yōu)化以得到優(yōu)化訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量；其中，所述優(yōu)化公式為：
其中，V是所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量，V′是所述優(yōu)化訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量，且V為列向量，V′是行向量，Mt∈RL×L為可學(xué)習(xí)的域轉(zhuǎn)移矩陣，M表示上一次迭代的權(quán)重矩陣，M′表示迭代后的權(quán)重矩陣，表示矩陣乘法，V′表示所述優(yōu)化訓(xùn)練含氧量-ORP值時(shí)序交互特征向量。
10.一種用于處理高氟高氨氮廢水的方法，其特征在于，包括：通過(guò)部署于高效生物載體反應(yīng)器的溶解氧和ORP檢測(cè)儀采集混合溶液在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值；對(duì)所述多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值進(jìn)行時(shí)序特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時(shí)序交互特征；以及基于所述含氧量-ORP值時(shí)序交互特征，確定當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的充氧風(fēng)機(jī)的功率值應(yīng)增大或減小。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提出了本申請(qǐng)。本申請(qǐng)的實(shí)施例提供了一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置和方法。其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高氟高氨氮廢水的處理和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其中，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測(cè)儀表、電動(dòng)比例閥、充氧風(fēng)機(jī)、曝氣器和自動(dòng)控制組件；其中，所述自動(dòng)控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測(cè)儀表所采集的含氧量和ORP值來(lái)控制所述充氧風(fēng)機(jī)。
根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提供了一種用于處理高氟高氨氮廢水的方法，其包括：
通過(guò)部署于高效生物載體反應(yīng)器的溶解氧和ORP檢測(cè)儀采集混合溶液在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值；
對(duì)所述多個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)的含氧量和ORP值進(jìn)行時(shí)序特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時(shí)序交互特征；以及
基于所述含氧量-ORP值時(shí)序交互特征，確定當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的充氧風(fēng)機(jī)的功率值應(yīng)增大或減小。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑挠糜谔幚砀叻甙钡獜U水的裝置和方法，該裝置包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其特征在于，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測(cè)儀表、電動(dòng)比例閥、充氧風(fēng)機(jī)、曝氣器和自動(dòng)控制組件；其中，所述自動(dòng)控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測(cè)儀表所采集的含氧量和ORP值來(lái)控制所述充氧風(fēng)機(jī)。這樣，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高氟高氨氮廢水的處理和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
（發(fā)明人：沈財(cái)方;鄧國(guó)敢;李惠林;安國(guó)棟;沈勘力;高勇;張會(huì)林;錢(qián)志強(qiáng)）
